王 睿
安徽省路兴建设项目管理有限公司,安徽阜阳 236000
摘 要:本文分析介绍了软土路基的概念与特性、施工原理、处理方法以及施工工艺,最后论述路基的碾压和夯实技术方法。
关键词:公路建设;软土路基;施工技术
引言:公路建设穿越圩区软土路基的施工作业也越来越多,如何处理好软土的地基就尤为重要了。对软土地基处理的程度好坏,也会直接影响到路基的质量和道路的使用性能。所以,对公路路基上的软土路基需要认真、慎重处理。为了施工方便和节约工程投资,在软土地基上采用清淤并换填土工格栅加筋碎石的施工方法处理,也能够有效提高地基承载能力,并控制路基的附加沉降与不均匀沉降。在此,综合探讨公路软土地基施工相关技术,以此希望能促进施工作业。
1.软土路基的概念与特性
①概念。软土在广义上是指压缩性高、强度较低的软土层,以孔隙比和有机含量为主。在综合软土的技术指标上,大致可分为软粘性土、淤泥、淤泥质土、泥炭质土和泥炭几种。我们通常把淤泥质土、淤泥、软粘性土等总称为粘土。对一些有机含量高的泥炭质土、泥炭等总称为泥沼。②特性。由于各地不同原因所形成的软土,都具有近似相同的特点,即天然含水量高、孔隙比大。34%~72%的含水量,1.0~1.9的孔隙比,35%~60%的液限,13~30的塑性指数,15kn/m3~19kn/m3的天然重度;透水性差,一般软土的渗透系为10-8~10-7cm/s;压缩高,压缩系数为0.005~0.02,属于高压缩土;抗剪强度低,粘聚力在10kp左右,内摩擦角在0~5°之间;具有触变性,一旦受到扰动,土的强度明显降低。流变性显著,长期抗剪强度只有一般抗剪度的0.4~0.8倍左右。
2.软土路基施工原理分析
①土质问题。土体则是由不同尺寸和成份的土粒组成的多相分散体系。在构成强度上,土体属于分散介质,强度由土粒之间的连接程度所决定。从构成土体的整体强度看,起决定作用的是土粒之间的粘聚力和内摩阻力。通常土中矿物都具有不同程度的亲水性,水的浸入使土体与水发生强烈的相互作用,使得土粒周围的结合水膜加厚,尤其是扩散层松弛结构水的增多所引起土体的膨胀。水的存在既起润滑作用,又降低了土粒之间的内摩阻力作用。②水浸问题。大量水浸入土体使之离散,就形成湿坍和水化现象,降低了土体的稳定性。影响其稳定性的因素很多,主要有分散度、土的成分、土中天然胶质的性质和土体的密实性。一般土体的密实度越大,孔隙率就越小,水则不易浸入,水稳定性就好。根据土体的特性,含水量和密实度对土体的强度、稳定性影响较大,所以加固处理很关键。③加固问题。加固土的方法有多种,按技术措施可分:机械方法、物理方法、外加剂法、热处理、电化学方法等多种。加固土时所出现的各种作用过程是非常复杂和多样化的,视土的性质和结合料的种类不同而异。基本是化学过程、物理化学过程、物理力学过程三种情形。不同的加固方法,其每一过程都将可能占主导地位,但三种过程处于相互联系、彼此配合和相互促进的。一般只有产生化学和物理化学过程才能使土体的强度与稳定性得以彻底改善。物理过程就是加速并保证化学过程和物理化学过程的充分发生。
3.软土路基处理方法
软土路基对公路危害较大,处理好软土路基对公路的质量和使用寿命关系很大。软土路基的处理方法有多种,施工中应根据路基的实际情况选择应用。
1)袋装砂井加固法。其基本原理就是人为的形成排水通道,缩短排水距离,同时改垂直的排水固结为水平的排水固结,进而加快排水速度,固结软土,提高抗剪强度。加固软上路基的方法是采取挖除换填,设置垫层,土工格栅,袋装砂井,超载预压等分项施工的。按正三角形平面布置袋装砂井,根据路段情况确定直径、根数、砂垫层和双向拉伸土工格栅数量。
要采用分选性好的砂料,如渗水率较高的中粗砂。砂井的布置范围要比路堤范围宽些,使路堤以外范围内地基土能加速固结。这对提高地基稳定性和减小侧向变形及由此引起的沉降有利。加固面积较大时,需设置纵横盲沟,在其交叉处设排水井,积水用水泵排出。
2)高压喷射注浆技术。该松软土体的加固应用技术是化学注浆技术结合高压射流切割技术发展起来的。实质是采用钻机先钻进至预定深度后,再由钻杆一端安装的特别喷嘴,将水泥浆液高压喷出,让喷射流切割搅动土体。钻杆边旋转边提升,使土粒与水泥浆混合凝圈,这就造成了均匀的圆柱状水泥土固结体,达到加固地基和防渗水作用。
3)压密注浆碎石桩处理方法。它通过在被加固场地的桩位成孔、投碎石,再通过碎石桩体进行低压注浆,待水泥浆液初凝后通过预埋的注浆管向碎石桩体和桩周土体高压注浆,让桩体周围土体更密实。如此可形成以注浆碎石桩、改性的桩周土体所构成了复合地基。
4.软土路基施工工艺
1)填筑前准备。①开挖完路基基槽后,底部整平设横坡,做好横向和两侧排水边沟,以完善排水系统,以便排出边沟内积水。②掌握好天气,利用高温天气,做好晾槽,晾晒一周。基槽底部的淤泥质土能形成一层15~20cm的硬层,挖掘机在上面作业能不被陷车即可。③做好填筑的标高控制桩。
2)路基填筑。①同一水平层路基,要采用同一填料,不能混用。②按水平分层、纵向分段、先低后高、自中间向两侧卸料。汽车上料时设专人指挥,不宜过近,防止出现翻车。优点:一是可避免摊铺时粗细料分离、细料全部沉淀到摊铺层下层的现象。二是每次大功率推土机在运料、推动中大粒径料相互流动、摩擦,可使大粒径料有充分寻求最佳位置的过程。三是挖掘机就位稳定,码放平齐,达到较稳定的位置,能稳定住基底。四是施工机械可对填料进行碾压,对压实更有利。③卸料后用推土机摊平,基槽位置的挖掘机选择大粒径填料码放在基槽底部,并均匀布料。每次填筑呈三角形逐步向前推进。④整平时顶层采用细料,有利于压实设备行走,要预留l2%横坡,以利路基排水。⑤一个施工面配备3~5人,个别处配合人工用小石块、石屑找平。填石摊铺时,粗细颗粒应分布均匀,避免出现粗或细粒集中块区。石块含量较大时,其间隙以土或石屑铺撒填充。坡角位置用较细的材料铺筑,避免大颗粒集中于边侧坡。6)填筑时路基每侧可加宽30cm,以保证边坡压实的质量。
5.路基的碾压和夯实
像山皮石路基,整平后可用冲击压路机碾压。施工要求:①要通过改变转弯半径调整冲压地点,使之均匀压实。②冲击时自外侧开始,顺(逆)时针行驶,以冲压面中心线为轴转圈,再按纵向错轮冲击。全路幅排压后,再自外向内冲压,无漏压。③冲击压实以200~500m为宜,过长或过短均降低了压实效率。④冲压中发现弹簧时,应立即停止。⑤冲击压实的质量要求:做好冲压遍数记录,以防遗漏;冲压后的路表必须横向轮迹清晰有序,纵向波峰与波谷间距相等;冲压后表面密实平坦,局部过大沉降应记录;冲压完成路段最后两击压实沉降差平均值应不大于5mm。⑥山皮石路基施工完后用0.2m厚的细料对其进行整体整平并用振动压路机压实,达到路床顶设计标高。⑦修整路基填筑结束后,要对填石路基顶面和边坡进行修整好。
结束语:总之,软土地基也是道路施工中所常见的问题,其地基的质量直接影响道路施工的建设速度和施工质量。对此,就应当通过相应的技术处理措施,以改善地基的质量,保证道路建设工程能高质量的长期运营。
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